Utilizzare le nanotecnologie e la luce del sole per una maggiore trasparenza

Sciatori, portatori di occhiali, fotografi e automobilisti conoscono tutti il problema: se si arriva dal freddo in un luogo umido, gli occhiali, l'obiettivo della fotocamera o il parabrezza possono appannarsi. I ricercatori del Fare all'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un nuovo materiale di rivestimento trasparente che riduce notevolmente l'appannamento. Si tratta di un rivestimento durevole di nanoparticelle d'oro, dello spessore di pochi nanometri, incorporate nell'ossido di titanio, un materiale non conduttivo.

"Questo rivestimento assorbe la componente infrarossa e una piccola quantità di luce solare visibile e le converte entrambe in calore", spiega Christopher Walker, dottorando del gruppo del professor Dimos Poulikakos dell'ETH e primo autore dello studio corrispondente. In questo modo la superficie si riscalda fino a 3 o 4 gradi Celsius. Questa differenza di temperatura impedisce l'appannamento.

Riscaldamento passivo

Il calore può essere utilizzato anche per trattare i vetri appannati delle automobili. Il parabrezza viene riscaldato con il riscaldatore del veicolo e il lunotto posteriore con fili riscaldanti applicati ad esso. Il nuovo rivestimento dei ricercatori del Fare all'ETH, invece, funziona in modo passivo. Non è necessaria alcuna fonte di energia, se non il sole, ed è per questo che il rivestimento è adatto anche a oggetti portatili come gli occhiali.

La particolarità della nuova superficie: "Normalmente sono le superfici scure ad assorbire la luce e a convertirla in calore", spiega Efstratios Mitridis, anch'egli dottorando nel gruppo di Poulikakos. "Abbiamo creato una superficie trasparente che può fare lo stesso".

Meglio dello spray antiappannamento

Durante l'appannamento, piccole gocce d'acqua si condensano su una superficie quando la temperatura si abbassa bruscamente o l'umidità aumenta improvvisamente. Queste goccioline rifrangono la luce incidente in direzioni diverse, causando la foschia. Oltre al calore, l'appannamento può essere prevenuto anche rivestendo la superficie con composti che attirano l'acqua (idrofili). Questi assicurano che l'acqua di condensa formi una pellicola liquida sottile e uniforme invece di goccioline. Gli spray antiappannamento per occhiali sfruttano generalmente questo principio.

I test hanno ora dimostrato che quando le superfici appannate sono esposte alla luce del sole, quelle rivestite con nanoparticelle d'oro e ossido di titanio si liberano dalla nebbia quattro volte più velocemente di quelle rivestite con sostanze antiappannanti convenzionali. "Con gli spray, accade spesso che la pellicola antiappannamento si asciughi o che la sua distribuzione diventi irregolare, perdendo così la sua efficacia", spiega il dottorando Walker. "Inoltre, un rivestimento permanente come il nostro è molto più duraturo rispetto al trattamento con uno spray, che deve essere rinnovato quasi quotidianamente".

Gli scienziati dell'ETH vogliono ora portare il nuovo metodo alla maturità del mercato insieme a un partner industriale. "I nostri obiettivi sono ottimizzare ulteriormente il rivestimento, già robusto, in modo che rimanga durevole per anni e adattare la tecnologia da una scala di laboratorio a una scala industriale", dice Walker. Le applicazioni potenziali sono molteplici, tra cui i parabrezza delle auto e gli specchietti retrovisori o le maschere da sci e da immersione.